單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng).反轉(zhuǎn).調(diào)速

關(guān)于單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng).反轉(zhuǎn).調(diào)速單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)

單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)又稱單相異步電動(dòng)機(jī)；單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)定子上必須安放兩個(gè)繞組：工作繞組（主繞組）和起動(dòng)繞組（副繞組）依靠電磁感應(yīng)作用，實(shí)現(xiàn)電能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。電容分相電機(jī)罩極式排氣扇電機(jī)第2頁,共33頁，2024年2月25日，星期天第3頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

單相異步電動(dòng)機(jī)主要應(yīng)用于電動(dòng)工具、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)、電風(fēng)扇等小功率電器中。單相異步電動(dòng)機(jī)的定子中放置單相繞組,轉(zhuǎn)子一般用鼠籠式。定子繞組中通入單相交流電后,形成脈動(dòng)磁場，若不采取措施，將無法獲得所需的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。定子定子繞組轉(zhuǎn)子AA'

NS單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第4頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

定子繞組產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場

，可用正、反兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場合成來等效。即

+

-

m=

+

-=t

O第5頁,共33頁，2024年2月25日，星期天脈動(dòng)磁場的分解④⑥⑧⑧

③⑦⑦⑨⑨⑥⑤②①

+

-

①

-

+

+

-

②③④⑤

第6頁,共33頁，2024年2月25日，星期天正反向旋轉(zhuǎn)磁場的合成轉(zhuǎn)矩特性合成轉(zhuǎn)矩(正向)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為零(反向)正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)反第7頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

如單相電機(jī)轉(zhuǎn)子靜止，在脈動(dòng)磁場作用下，轉(zhuǎn)子繞組左、右側(cè)所產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩大小相等方向相反相互抵消，如圖示。脈動(dòng)磁場不能產(chǎn)生啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)無法自行啟動(dòng)。如果啟動(dòng)時(shí)用外力朝任意一個(gè)方向撥動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，則轉(zhuǎn)子兩邊產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩就有了差距，就會(huì)產(chǎn)生合成轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)就會(huì)朝著被撥動(dòng)的方向旋轉(zhuǎn)起來。單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第8頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

1．電路構(gòu)成

圖示為單相電阻起動(dòng)式異步電動(dòng)機(jī)的原理圖。圖中“1”為主繞組，匝數(shù)比啟動(dòng)繞組多，主要呈感性?！?”為啟動(dòng)繞組，匝數(shù)較少、導(dǎo)線較細(xì)，相對(duì)于主繞組呈阻性。由電流、電壓矢量圖可以看出，工作時(shí)啟動(dòng)繞組中的電流I2超前于工作繞組的電流I1·一個(gè)φ角，兩者之間有一定的相位差，從而可以形成旋轉(zhuǎn)磁場,產(chǎn)生起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。電阻起動(dòng)式異步電動(dòng)機(jī)第9頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

2．特點(diǎn)

起動(dòng)繞組一般是按短時(shí)工作設(shè)計(jì),因此串有一個(gè)起動(dòng)開關(guān)S,當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到一定程度時(shí),開關(guān)自動(dòng)斷開起動(dòng)繞組,由工作繞組維持運(yùn)行。由于

角不大,因此電阻起動(dòng)式電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小。

3．應(yīng)用

適用于空載或輕載起動(dòng)的場合。電阻起動(dòng)式異步電動(dòng)機(jī)第10頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

1．電路構(gòu)成

圖示為單相電容起動(dòng)式電動(dòng)機(jī)的原理圖。電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)繞組中串聯(lián)了一個(gè)電容器，選擇合適的電容量，可使工作繞組與啟動(dòng)繞組的電流相位差接近90

，產(chǎn)生近似于圓形的旋轉(zhuǎn)磁場。

電容起動(dòng)式異步電動(dòng)機(jī)第11頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

2．特點(diǎn)

具有較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，且啟動(dòng)電流較小，因而這種電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能較好。電容啟動(dòng)式電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)繞組也是按短時(shí)工作設(shè)計(jì)，因此串有一個(gè)起動(dòng)開關(guān)S,當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到一定程度時(shí),開關(guān)自動(dòng)斷開起動(dòng)繞組,由工作繞組維持運(yùn)行。電容起動(dòng)式異步電動(dòng)機(jī)第12頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

1．電路構(gòu)成

圖示為單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)的原理圖。與電容啟動(dòng)式電動(dòng)機(jī)相比較，其啟動(dòng)繞組中不串起動(dòng)開關(guān)S，因此啟動(dòng)繞組和啟動(dòng)電容器在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后也參與運(yùn)行，因此稱為電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)。第13頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

2．特點(diǎn)

這種電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)輸出功率大、功率因數(shù)高、過載能力強(qiáng)、噪聲低、振動(dòng)小。其缺點(diǎn)是起動(dòng)性能不如電容起動(dòng)式電動(dòng)機(jī)好。

3．應(yīng)用

廣泛應(yīng)用于各種小功率的電動(dòng)類日用電器中第14頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

為了使電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和運(yùn)行性能都比較好，可以在啟動(dòng)繞組中串聯(lián)兩個(gè)相互并聯(lián)的電容器，其中C1與啟動(dòng)開關(guān)S串聯(lián)。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，兩個(gè)電容器都參與工作；啟動(dòng)結(jié)束，由S斷開啟動(dòng)電容器，只有C2參與運(yùn)行，這樣電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)與運(yùn)行性能都能得到保障。電容起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)式異步電動(dòng)機(jī)第15頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

罩極式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子是籠型,定子有凸極式和隱極式兩種。凸出定子磁極1/3處開槽,短路銅環(huán),作為副繞組,凸極另一個(gè)線圈為主繞組。定子繞組通入單相交流,產(chǎn)生脈動(dòng)磁場分兩部分，一部分磁通不穿過短路環(huán),另一部分穿過短路環(huán),由于短路環(huán)在變化磁場中產(chǎn)生感應(yīng)電流,使Φ2

滯后于Φ1,這種相位差相當(dāng)于磁場未罩的部分向被罩的部分連續(xù)移動(dòng),磁場的中心線始終是由磁極的未罩部分移向被罩部分。橢圓度旋轉(zhuǎn)磁場,使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生起動(dòng)轉(zhuǎn)矩自行起動(dòng)并運(yùn)行。罩極式電動(dòng)機(jī)第16頁,共33頁，2024年2月25日，星期天罩極式單相異步電機(jī)~~i

1

2定子繞組鼠籠式轉(zhuǎn)子短路環(huán)極掌(極靴)第17頁,共33頁，2024年2月25日，星期天第18頁,共33頁，2024年2月25日，星期天一、單項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)二、單項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第19頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

1．分相式電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)

改變單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)繞組或工作繞組的電流方向。就可以改變單相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，電路原理如圖所示。第20頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

2．罩極式電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)

罩極式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向由定子磁極的結(jié)構(gòu)決定的，故運(yùn)行時(shí)無法改變，只有把定子繞組鐵心從機(jī)座中抽出來，反相后再裝?；蛟诙ㄗ硬壑性黾右惶字骼@組或罩極線圈。第21頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

1．調(diào)速原理和方法

通過改變電源電壓或電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)的方法，從而改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的過程，稱為調(diào)速。常用的調(diào)速方法有兩種：第一是外電路降壓法，；第二種是通過改變定子繞組的匝數(shù)調(diào)速。

2．外電路降壓調(diào)速（1）串聯(lián)電抗法，如圖。第22頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

將電動(dòng)機(jī)主、副繞組并聯(lián)后再與電抗器串聯(lián)。調(diào)速開關(guān)接高速檔，電機(jī)繞組直接接電源，轉(zhuǎn)速最高；調(diào)速開關(guān)接中、低速檔，電機(jī)繞組串聯(lián)不同的電抗器，總電抗增大，轉(zhuǎn)速降低。

用此方法調(diào)速比較靈活，電路結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，但需要專用電抗器，成本高，耗能大，低速起動(dòng)性能差。單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速

第23頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

（2）采用PTC零件調(diào)速

如圖為具有微風(fēng)擋的電風(fēng)扇調(diào)速電路。

微風(fēng)——風(fēng)扇在500r/min以下送出的風(fēng)。如采用一般的調(diào)速方法，電動(dòng)機(jī)在這樣低的轉(zhuǎn)速下很難啟動(dòng)，電路利用常溫下PTC電阻很小，電動(dòng)機(jī)在微風(fēng)擋直接起動(dòng)，起動(dòng)后，PTC阻值增大，使電動(dòng)機(jī)進(jìn)入微風(fēng)擋運(yùn)行。第24頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

（3）晶閘管調(diào)壓調(diào)速

晶閘管調(diào)壓調(diào)速是通過改變晶閘管的導(dǎo)通角來改變電動(dòng)機(jī)的電壓波形，從而改變電壓的有效值已達(dá)到調(diào)速的目的。第25頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

圖示為吊扇使用的雙向晶閘管調(diào)壓調(diào)速電路。第26頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

3．繞組抽頭法調(diào)速

繞組抽頭法調(diào)速，實(shí)際上是把電抗器調(diào)速法的電抗嵌入定子槽中，通過改變中間繞組與主、副繞組的連接方式，來調(diào)整磁場的大小和橢圓度，從而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。采用這種方法調(diào)速，節(jié)省了電抗器，成本低、功耗小、性能好，但工藝較復(fù)雜。實(shí)際應(yīng)用中有L型和T型繞組抽頭調(diào)速兩種方法。第27頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

（1）L型繞組的抽頭調(diào)速第28頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

（2）T型繞組的抽頭調(diào)速

4．其他調(diào)速方法

自耦變壓器調(diào)壓調(diào)速、串電容器調(diào)速和變極調(diào)速等。第29頁,共33頁，2024年2月25日，星期天單相電源產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場（1）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為零——不可自行起動(dòng)（2）旋轉(zhuǎn)方向不能確定——取決于起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)向。第30頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

分相式電動(dòng)機(jī)：定子上安裝空間上有相位差的兩繞組，主（工作）繞組和副（起動(dòng)）繞組。根據(jù)獲得繞組空間位置差和電流相位差的方法不同，分相式異步電動(dòng)機(jī)分：

電阻起動(dòng)、電容起動(dòng)、電容運(yùn)轉(zhuǎn)、電容起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)四類。

罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)。單相異步電動(dòng)機(jī)多采用調(diào)壓方法來調(diào)速，常用串電抗器調(diào)速，晶閘管調(diào)壓調(diào)速和定子繞組抽頭法等。第31頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

三相異步電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中，若其中一相與電源斷開，就成為單相電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。此時(shí)電動(dòng)機(jī)仍將繼續(xù)轉(zhuǎn)